CARACTERIZACIÓN GENERAL DEL MACIZO ROCOSO
CONTENIDO: CAPÍTULO I: 1.1. INTRODUCCION 1.2.- OBJETIVOS 1.3.- UBICACIÓN 1.3.1.- UBICACIÓN POLITICA 1.3.2.- UBICACIÓN GEOGRAFICA 1.4.- ACCESIBILIDAD 1.5.- CLIMA 1.5.1. LLUVIAS 1.5.2. TEMPERATURA 1.5.3. PRESION ATMOSFERICA 1.6.- METODO DE TRABAJO 1.6.1.- ETAPAS DE TRABAJO 1.6.2.- ETAPAS DE LABORATORIO 1.6.3.- ETAPAS DE CAMPO CAPITULO II. MARCO TEORICO CAPÍTULO III: 3.1.- GEOMORFOLOGÍA E HIDROLOGIA 3.1.1 GEOMORFOLOGIA 3.1.2. RELIEVE 3.1.3. ALTITUDES 3.2. MODELADO FLUVIO PLUVIAL 3.2.1. TERRAZAS 3.3.2 COLINAS 3.4. FACTORES CONDICIONANTES PARA LA OCURRENCIA DE FENOMENOS DE GEODINAMICA EXTERNA 3.4.1. Factores Tectónicos 3.4.2. Factores Volcánicos 3.4.3. FACTORES HIDROCLIMATICOS 3.4.4. FACTORES LACUSTRES 3.4.5. FACTORES EOLICOS 3.4.6. FACTORES ANTROPICOS ARTIFICIALES 3.5. PROCESOS DE GEODINAMICA EXTERNA 3.5.1 CARACTERISTICAS DE LOS FENOMENOS DE GEODINAMICA EXTERNA E XTERNA 3.6. HIDROGEOLOGIA 3.6.2. FILTRACION 3.6.1. ESCORRENTIA SUPERFICIAL CAPÍTULO IV: LITOLOGICO Y ESTRATIGRAFICO 4.1. UNIDADES LITOESTRATIGRAFICAS 4.2. CALIZAS AYAVACAS:
4.4. DEPOSITOS RECIENTES (Qh-al) 4.4.1. DEPOSITOS RESIDUALES 4.4.2 DEPOSITOS TRANSPORTADOS 4.4.3 DEPOSITOS COLUVIALES 4.4.4. DEPOSITOS ALUVIALES CAPÍTULO V: 5.0. GEOLOGIA ESTRUCTURAL 5.1. FALLAMIENTOS 5.2. PLEGAMIENTOS 5.3. DIACLASAMIENTOS CAPITULO VI: 6.0. MECANICA DE ROCAS. 6.1. CARACTERÍSTICAS GENERALES DEL AFLORAMIENTO. 6.2. MATRIZ ROCOSA. 6.2.1 IDENTIFICACIÓN. 6.2.2 COMPOSECION MINERALOGICA. 6.2.3 FORMA Y TAMAÑO. 6.2.4 COLOR. 6.2.5 DUREZA. 6.3. DESCRIPCIÓN DE LAS DISCONTINUIDADES 6.3.1 ORIENTACION. 6.3.2 ESPACIADO. 6.3.3 PERSISTENCIA. 6.3.4 RUGOSIDAD. 6.3.5 RESISTENCIA DE LA PAREDES. 6.3.6 ABERTURA. 6.3.7 RELLENO. 6.3.8 FILTRACIONES. 6.4. PARÁMETROS DEL MACIZO ROCOSO. 6.4.1 NÚMERO Y ORIENTACION DE FAMILIAS 6.4.2 GRADO DE FRACTURACION. 6.4.3 TAMAÑO DE BLOQUES 6.4.4 GRADO DE METEORIZACION 6.5. CARACTERIZACIÓN GLOBAL 6.5.1 RESISTENCIA Y DEFORMABILIDAD. 6.5.2 COMPORTAMIENTO HIDROGEOLOGICO. 6.5.3 ESTADO TENSIONAL. 6.7. CLASIFICACIÓN GEOMECÁNICA. 6.7.1 CLASIFICACIÓN GEOMECANICA RMR (ROCK MASS RATING). 6.7.2 CALIDAD DEL MACIZO ROCOSO.
CONCLUSIONES Y BIBLIOGRAFIA CONCLUSIONES BIBLIOGRAFÍA
CAPÍTULO I: 1.1. INTRODUCCION
Este trabajo consiste en la caracterización de un macizo rocoso, para lo cual empleamos criterios básicos de la mecánica de rocas lo que nos permite identificar sistemas de discontinuidades para poder determinar sus características y como pueden estas influir en cualquier trabajo de diseño. El procedimiento para poder alcanzar es la medida directa de las discontinuidades y sus propiedades, y la construcción posterior de un modelo que presenta el comportamiento de la masa rocosa en su conjunto. Este parte de salida de campo del Reconocimiento, zonificación y caracterización del macizo rocoso, se ha llevado según los criterios de BIENIAWSKI (1989). Para un sistema de clasificación geo mecánico del macizo rocoso. El siguiente trabajo de caracterización geo mecánico tiene la convicción para un estudio de talud, como modo de analizar la estabilidad del talud para un proyecto de carreteras. 1.2.- OBJETIVOS A) Objetivos principales
Clasificación geo mecánico del macizo rocoso para la obtención del índice de calidad.
B) Objetivos secundarios
Tomar muestras del afloramiento y realizar pruebas de laboratorio.
Realizar la caracterización general del macizo rocoso.
Identificar las litologías que presenta la zona de estudio.
Identificar la geomorfología.
Identificar las estructuras geológicas.
1.3.- UBICACIÓN 1.3.1.- UBICACIÓN POLITICA Políticamente la zona de estudio se encuentra ubicada de la siguiente manera:
PAIS
DEPARTAMENTO
PROVINCIA
DISTRITO
ZONA
Perú
Puno
Puno
Puno
UNA PUNO, fac. topografía
1.3.2.- UBICACIÓN GEOGRAFICA Geográficamente la zona de estudio se encuentra ubicada de la siguiente manera: Coord. X: 391500 Coord. Y: 8250500 Cota: 3830msnm.
1.4.- ACCESIBILIDAD El acceso a la zona se puede realizar vía terrestre desde la ciudad de Juliaca – Puno –unap - detrás de la facultad de topografía (zona de estudio).
1.5.- CLIMA Para la zona comprendida entre 3.830 y 3850 m, la dispersión de las temperaturas es grande debido a los efectos de exposición, de abrigo y de distancia al lago. En toda la cuenca, las temperaturas medias más bajas tienen lugar en julio, en pleno invierno, mientras que las más elevadas se sitúan de diciembre a marzo, generalmente centradas en febrero. Las temperaturas máximas se presentan en el mes de Febrero que oscilan entre 13°C y 18°C e incluso llega hasta los 21°C, y las temperaturas mínimas se presentan en el mes de Julio que bajan hasta los 12°C bajo cero.
1.5.1. LLUVIAS La época de lluvias está centrada en enero. Comienza generalmente en diciembre para terminarse en marzo. La época seca, centrada en junio, se escalona de mayo a agosto. Dos períodos de transición separan estas dos épocas, uno en abril y el otro de septiembre a noviembre. Según las cuencas, del 65 al 78 % de la precipitación anual se acumula durante los cuatro meses de la época de lluvias, mientras que solamente del 3 al 8 % intervienen durante la época seca. Los dos períodos intermedios corresponden a una participación de 18 a 29 %.
1.5.2. TEMPERATURA La temperatura máxima media mensual es respectivamente de 15,3 ºC y 3,6 ºC en estas dos estaciones meteorológicas. Se establece en octubre o noviembre, ya que la nubosidad es entonces menos fuerte que en pleno verano cuando se produce el máximo de precipitaciones. Por esta misma razón, un máximo secundario se observa en marzo-abril. En cambio, la temperatura mínima está centrada en el invierno, ya que se produce de noche y depende así poco del tiempo de insolación. Las amplitudes aumentan desde el lago, donde los valores mínimos son de 10,7 ºC, hacia las planicies.
1.5.3. PRESION ATMOSFERICA La presión atmosférica en el Altiplano, a 4.000 m s.n.m., es aproximadamente un 40% inferior al valor observado a nivel del mar. La densidad del aire también disminuye por efecto de la altura. Así, considerando pares de valores presión-temperatura de (1.010 hPa, 20°C) y (630 hPa, 10° C) como representativos de las condiciones medias a nivel del mar y sobre el Altiplano, se determina que la densidad del aire en esta última región es un 35% inferior al valor a nivel del mar, el cual es cercano a 1.2 kg/m3. En particular, la menor concentración de oxígeno atmosférico en el Altiplano es causa de diversos efectos fisiológicos en personas y animales no adaptados a este ambiente.
1.6.- METODO DE TRABAJO 1.6.1.- ETAPAS DE CAMPO (INICIAL)
Etapa de toma de muestras.
Etapas de pruebas de laboratorio.
1.6.2.- ETAPA DE GABINETE Recopilación de bibliográfica (recopilación de toda la data disponible del lugar de estudio)
1.6.3.- ETAPA DE CAMPO En esta etapa de trabajo se ha realizado la salida de campo varias veces como fuese necesario para reconocer el área, para describir y caracterizar el macizo rocoso. Para la elaboración del presente trabajo y/o recopilación de información del campo se han utilizado los siguientes equipos y materiales:
Brújula.
Cámara fotográfica
Cinta métrica.
Tablero
Libreta de campo.
Martillo del geólogo.
CAPITULO II. MARCO TEORICO La información previa que se tiene sobre la litología de la zona de estudio nos da la idea de que fue afectado intensamente por la dinámica estructural, y la meteorización de la geodinámica interna y externa de la corteza terrestre. La geomorfología presente nos da diversa información general sobre lo que se pueda tener esto ya visto de una manera no tan al detalle. La Geología Estructural en los últimos años, sufrió una verdadera revolución en su visualización, en el enfoque y en el empleo de sus conceptos fundamentales, gracias al desarrollo de la "Teoría de placas". Otra variación importante en este proceso, es la mejor comprensión de los procesos deformacionales (toda estructura geológica es producto de una deformación). Lo que se venía realizando era que, luego de un análisis de la geometría, se pasaba directamente a abordar la dinámica, sin el entendimiento de los movimientos o deformaciones tectónicas que se producían en la geometría estructural. De aquí, resultaban modelos, irreales, dictados por múltiples eventos. Tomando en cuenta todos estos aspectos se hará un estudio geotécnico previo. Siendo el presente trabajo para poner en práctica los conocimientos en el curso de geo mecánica de rocas, geología estructural, alteraciones, petrología entre otros, el cual se desarrollarán en las siguientes páginas.
CAPÍTULO III: 3.1.- GEOMORFOLOGÍA E HIDROLOGIA 3.1.1 GEOMORFOLOGIA Los caracteres geomorfológicos locales de la zona se deben a procesos exógenos de degradación y agradación o acumulación, cuya secuencia de conformación estaría dada a partir de la presencia secuencias volcánicos. A partir de este se produce una intensa erosión lineal, dando lugar a valles en forma de “V”, se const ituyeron los depósitos Fluvio aluviales del cuaternario reciente. Y también se observa el modelamiento de un tipo rocas carbonatadas, mostrando su típico erosión kárstica dando origen a sedimentos de formación reciente.
3.1.2. RELIEVE Ha sido determinada por los movimientos tectónicos que lo han afectado a lo largo de todos los ciclos orogénicos. Particularmente la región del altiplano ha sufrido una evolución estructural que llega hasta tiempos muy recientes, con fenómenos de levantamiento y vulcanismo aún activos. Durante el Cuaternario la evolución del altiplano ha estado ligada fundamentalmente a los cambios de clima. La alternancia de períodos húmedos y secos, cálidos y glaciares ha determinado en el Resumen ejecutivo
Altiplano el desarrollo de lagos sucesivamente más amplios y reducidos que los actuales. Durante el Pleistoceno superior se sucedieron varias fases glaciares que determinaron una progresiva reducción de la superficie lacustre en el norte del altiplano: al comienzo de la época llegaba a unos 200 m por encima de su nivel actual, con un área inundada de más de 50.000 km2, contra los aproximadamente 8.000 actuales.
3.1.3. ALTITUDES Las altitudes mínimas son de 38300msnm. Y sus máximas es de 3860msnm. Cual se presenta en una altitud de la zona de estudio (afloramiento del macizo rocoso).
3.2. MODELADO FLUVIO PLUVIAL 3.2.1. TERRAZAS Los fondos de los valles circundantes a la zona de estudio se ha creado avanzado proceso de colmatación y posterior encajonamiento de los lechos de drenaje, se han formado terrazas amplias de arenas, arcillas y guijarros. Estas poseen los mejores suelos agrícolas de la micro cuenca, que están en proceso de urbanización.
3.3.2 COLINAS
Colinas altas: Se encuentran principalmente en la parte alta del área de estudio, por el desgaste lento sobre las rocas sedimentarias para la formación de pie de montes o suelos coluviales.
Colinas bajas: Se han formado en las partes más bajas, con laderas suaves que gradualmente pasan a las geoformas de aplanamiento. Muchas veces también se puede encontrar las lomadas con presencia de suelos residuales. En esta parte de la colina se le puede ubicar geomorfológicamente a la zona de estudio.
Isla Tipo Horst: se han formado dentro del lago cuales son la isla espinar y la isla Esteves son de formas elevadas.
Laderas o Pie de Montaña: Se emplazan en los flancos de las montañas, presentan pendientes variadas y cubiertas por material coluvial de relativa estabilidad. Es en ésta zona donde se aprecia con mayor énfasis la erosión laminar.
3.4. FACTORES CONDICIONANTES PARA LA OCURRENCIA DE FENOMENOS DE GEODINAMICA EXTERNA Los agentes y factores del Modelamiento geomorfológico de la zona de estudio más importantes que han modelado el área en las diversas épocas geológicas son:
3.4.1. Factores Tectónicos La tectónica de la zona con fallamientos y movimientos epirogenéticos; desarrollados antes de la efusión volcánica y la última glaciación, ha llegado a modelar la superficie del área existente. Actualmente existe una calma tectónica por lo que las estructuras son controladores pasivos en los procesos morfodinámicos actuales.
3.4.2. Factores Volcánicos La configuración morfológica del área se debe también a la efusión volcánica Paleógeno-Neógeno, que ha formado conos y planicies lávicas; antes de la última glaciación. Actualmente existe una calma volcánica, al igual que la tectónica. Donde formaron muchas superposiciones u ocultando algunas formaciones más antiguas en donde se ve que la erupción volcánica fue con coladas de lava y erupciones de masas lávicas y como así también tufos volcánicos y se produjeron diques saliendo lavas de fisuras realizadas por el tectonismo.
3.4.3. FACTORES HIDROCLIMATICOS Durante la última glaciación y la actual deglaciación se produjeron períodos climáticos de altas precipitaciones que son los principales agentes del desgaste y consiguiente modelado. Actualmente estos agentes son los más relevantes en los procesos morfodinámicos, intensificados por la presencia del lago, que incrementa las precipitaciones respecto al resto del altiplano con un promedio anual de 900 a 1,200 mm.; estos son los agentes que desarrollan los actuales procesos erosivos más importantes en la microcuenca.
3.4.4. FACTORES LACUSTRES Estos están sustentados en la regresión lacustre y el aporte de sedimentos de ríos y escorrentias pluviales. En este marco, la sedimentación en la gran bahía de Puno está llevando a la extinción de la bahía interior, acelerada por los procesos antrópicos directos e indirectos, aún intencionales (ganancia de tierra al lago). Se muestra los principales procesos morfodinámicos lacustres, que tienen relación con el proceso de sedimentos en la gran bahía de Puno. Es evidente que a ésta, llegan también los aportes de las cuencas de los ríos Ramis e llave; tanto de los materiales en suspensión, disueltos y de arrastre, a través del estrecho Capachica - Chucuito, donde las corrientes lacustres del Este y Sureste llegan a transportar guijarros y cantos rodados hacia dentro de la gran bahía de Puno; los extensos bancos existentes en Liquiña Chico son evidencias claras de este proceso. Así mismo, los ríos Coata, Illpa y Totorani, descargan ingentes cantidades de sedimentos a la bahía, dando lugar a las extensas riadas colonizadas por os totorales formando islas orgánicas. Estos procesos de gran escala en la cuenca endorreica del Lago Titicaca y en el lago mismo, tienen
incidencia directa en los procesos de colmatación de la gran bahía de Puno y la bahía interior. El Mapa Geomorfológico muestra con claridad la tendencia inexorable de la sedimentación, actualmente acelerada y degradada por la contaminación y a dinámica humana.
3.4.5. FACTORES EOLICOS Los vientos persistentes ejercen cierta acción erosiva cuando se deforesta y se dejan los desmontes expuestos. Así mismo, son los que transportan la basura durante las estaciones secas. En las partes más altas en las unidades rocosas ayudan al desgaste fisicoquímico y producen desprendimientos y derrumbes.
3.4.6. FACTORES ANTROPICOS ARTIFICIALES Sobre la mayoría de las unidades geomorfológicas descritas, se yuxtaponen los ambientes construidos o inducidos por el hombre. Se diferencian dos sistemas antropogénicos desarrollados en la microcuenca de Puno. a. Sistema Urbano b. Sistema Rural
3.5. PROCESOS DE GEODINAMICA EXTERNA Estos están sustentados en la regresión lacustre y el aporte de sedimentos de ríos y escorrentias pluviales. En este marco, la sedimentación en la gran bahía de Puno está llevando a la extinción de la bahía interior, acelerada por los procesos antrópicos directos e indirectos, aún intencionales (ganancia de tierra al lago). Se muestra los principales procesos morfodinámicos lacustres, que tienen relación con el proceso de sedimentos en la gran bahía de Puno. Es evidente que a ésta, llegan también los aportes de las cuencas de los ríos Ramis e llave; tanto de los materiales en suspensión, disueltos y de arrastre, a través del estrecho Capachica - Chucuito, donde las corrientes lacustres del Este y Sureste llegan a transportar guijarros y cantos rodados hacia dentro de la gran bahía de Puno; los extensos bancos existentes en Liquiña Chico son evidencias claras de este proceso. Así mismo, los ríos Coata, Illpa y Totorani, descargan ingentes cantidades de sedimentos a la bahía, dando lugar a las extensas riadas colonizadas por os totorales formando islas orgánicas. Estos procesos de gran escala en la cuenca endorreica del Lago Titicaca y en el lago mismo, tienen incidencia directa en los procesos de colmatación de la gran bahía de Puno y la bahía interior. El Mapa Geomorfológico muestra con claridad la tendencia inexorable de la sedimentación, actualmente acelerada y degradada por la contaminación y a dinámica humana.
3.5.1 CARACTERISTICAS DE LOS FENOMENOS DE GEODINAMICA EXTERNA a. Inundaciones: las inundaciones son causadas por las precipitaciones fluviales de la región. b. Erosión fluvio – aluvial: la erosión se presenta en las rocas de menor resistencia el agua por las precipitaciones cuales presentan una erosión simple.
c. Movimientos complejos de masa: Movimientos de masa pueden ocurrir en la zona de talud en periodo de inestabilidad que está en la parte derecha del cerro cual presenta arcillas cuales pueden sufrir un desplazamiento en la zona.
3.6. HIDROGEOLOGIA La hidrogeología de la zona es muy varia puesto a que la alimentación del lago ocurren por distintas zonas.
3.6.1. ESCORRENTIA SUPERFICIAL La escorrentía no se da pues en las épocas de la presencia de lluvias cuales se presentan muchos de estos en las zonas altas.
3.6.2. FILTRACION La filtración está presente en muchos lugares puesto que se vio en la zona de camal (llavín) y también en la zona circundante a la universidad nacional del altiplano se observa la infiltración, presencia de ojos de agua y escorrentia superficial.
CAPÍTULO IV: LITOESTRATIGRAFIA 4.1. UNIDADES LITOESTRATIGRAFICAS 2. CALIZAS AYAVACAS: Este conjunto olistostromico del ayabacas se dio durante un evento distensivo, en donde se formaron estructuras tectónicas con fallas lístricas, las cuales crearon una rampa inclinada que sirvió como zona favorable para el deslizamiento de esta delgada unidad carbonatada, formando así un caos en su re sedimentación. Este Olistostromo del altiplano sur peruano se formó en el lapso del Coniaciano inferior y por las estructuras sedimentarias que presenta, demuestra su carácter violento e instantáneo en su re sedimentación. La unidad litológica comprende una superficie 624.82 Has., y tiene su origen en mares del cretáceo medio, durante el cual, se depositaron en esta zona paquetes de caliza grises beige, en estratos potentes. En la base presenta estratos de conglomerados calcáreos de color rojizo con matriz margosa y clastos redondeados de cuarcita y caliza, estos paquetes producen suelos calcáreos rojo pedregoso. Está unidad aflora con estructura transversal a la topografía, con rumbos N - S y buzamientos altos, son capas duras con estratificación gruesa y fina, forma interaluvios altos, estables con escasos suelos.
Imagen satelital en 3d satelital del afloramiento del zona w del lago Titicaca.
4.4. DEPOSITOS RECIENTES (Qh-al) Está conformada de dos unidades fluvio-aluviales y cinco unidades lacustres; que se ha formado desde la última glaciación y que continúan formándose actualmente; así como algunos están siendo erosionados. Cabe destacar que las formaciones fluvio-aluviosas, por lo que tienen una mayor amplitud, respecto a las condiciones actuales de precipitación; casos concretos de los fondos rellenados en los valles del cuaternario.
4.4.1. DEPOSITOS RESIDUALES Tiene una morfología de quebrada-carca va en gravas muy activa con lechos amplios. Por otro lado, en las unidades litológicas arcillosas rojas el carcaveo en laderas es frecuente y a veces concentrado en depósitos coluviales. Finalmente en las laderas de las formaciones volcánicas, es evidente la erosión laminar en las partes altas y concentrada difusa hacia abajo con formación de surcos y finalmente cárcavas. En conclusión, los procesos fluvioaluviales deben ser de primera prioridad en el plan de manejo ambiental en la micro cuenca.
4.4.2 DEPOSITOS TRANSPORTADOS Son los depósitos como arcillas, limos, gravas o arenas. Cual son ingresados a la bahía del Titicaca cual son trasportados por los riachuelos, ríos, por las precipitaciones fluviales.
4.4.3 DEPOSITOS COLUVIALES Son acumulaciones constituidas por materiales de diverso tamaño pero de litología homogénea, englobados en una matriz arenosa que se distribuye irregularmente en las vertientes del territorio montañoso, cual habiéndose formado por alteración y desintegración in situ de las rocas ubicadas en las laderas superiores adyacentes del lago y la acción de la gravedad. Se caracterizan por contener gravas angulosas a subangulosas distribuidas en forma caótica, cual se presentan en el desemboque de los ríos o riachuelos de la cuenca del Titicaca.
a) DEPOSITOS FLUVIO – LACUSTRES La dinámica lacustre, dominada por la sedimentación bioclástica en la bahía se extiende desde la zona Fluvio-lacustre en la zona litoral, hasta la acumulación del fondo de la bahía. Estos depósitos están formados por arcillas, arenas y materia orgánica abundante, depositada por la corriente lacustre. Estas unidades litológicas sustentan el desarrollo de la totora y la formación de las denominadas "islas flotantes" habitadas por los Uros, en las que predomina la acumulación de descomposición de materia orgánica. Las unidades identificadas son:
Depósitos hid romórfico (Qr • ni) Compuesta por arcilla y materia orgánica fangosa, con agua casi permanente. Con una cubierta vegetal con especies terrestres y lacustres en asociación. Está en regresión dando a tierra firme.
Depósitos de Lecho Totoral (Qr • It)
Son predominantemente orgánicos, sedimentos pluviales y basura provenientes de la ciudad. En la zona litoral receptora de los sedimentos de arrastre y suspensión.
Depósitos de Talud Lagunar (Qr – ta Comprende una zona angosta de sedimentación fina, sin totora entre el totoral y el fondo lagunar.
Depósito de Lecho Lagunar (Qr • LL)
Comprende sedimentos finos precipitados de los materiales en suspensión química y orgánica, en estado de descomposición anaeróbica, negra y fangosa.
Depósitos de Lecho Fluvial de Riada (Qr • Lf)
Son los depósitos arcillas-orgánicos de canal de la riada que ingresa a la bahía de Puno y acarrea sedimentos finos provenientes de las cuencas Illpa y Totorani, ramis y otros. Y también toda la costanera de la ciudad. Claramente se aprecia todos los sistemas cuaternarios.
CAPÍTULO V: 5.0. GEOLOGIA ESTRUCTURAL El área de estudio está ubicada casi en el eje central de la fosa tectónica del Titicaca, entre las cordilleras oriental y occidental, desarrolladas durante y después de las efusiones volcánicas asociadas el Tectonismo de esa época. En este marco, la micro cuenca de Puno está en el borde Nor Oriental de la zona de vulcanismo desarrollada en la parte central del Altiplano. Después de la distribución estructural y la efusión volcánica, en la región no se ha producido movimientos tectónicos importantes, siento el actual un periodo de calma tectónica y volcánica por lo que el área tiene una relativa estabilidad tectónica.
5.1. FALLAMIENTOS La disposición estructural de las unidades litológicas sedimentarias muestra un acomodo en bloques fallados asociados al levantamiento epirogenético de la época cretáceo paleógeno-neógeno. La zona de estudio litológicamente perteneciente a las calizas de ayavacas, que estructuralmente se levantado por dos fallas inversas formando un horst y en la actualidad aflora según su características de modelamiento erosivo – diferencial. Y también de las calizas según su naturaleza se puede explicar los olistotromos en su periodo de formación. También la zona de estudio está influenciada por la falla regional que intersecta al lago Titicaca. La configuración de la bahía interior de Puno y la Micro cuenca, tienen relación con el sistema de fallamiento, como se observa en el mapa geológico. Es importante destacar que las fallas interpretadas no son activas, pero si constituyen zonas de debilidad cortical donde se concentran los procesos de erosión.
5.2. PLEGAMIENTOS La disposición cual ocurrieron por la flexión de rocas que existen en el lugar que sufrieron una compresión de fuerzas de un moviendo orogénico. Se encuentra las rocas calizas de la formación ayavacas cual se presenta un pliegue de tipo anticlinal. En la parte superior de la zona de estudio se encuentra las calizas de la formación ayavacas plegadas y suprayaciento a la formación Huancané la cual explica que existieron fuerzas compresivas de dirección NW – SE. Paralelo a la zona de subducción Perú – chile y respectivamente a la formación de la cordillera de los andes por plegamientos regionales.
5.3. DIACLASAMIENTOS Desclasamientos ocurre con mucha frecuencia en la zona cual se aprecia en las rocas calizas. Presencia de familia de discontinuidades, que una de ellas es plano de estratificación y algunas otras características que más adelante mencionaremos en la sección de estudio geomecanico.
CAPITULO VI: 6.0. MECANICA DE ROCAS. La mecánica de rocas tiene por objetivo primordial de conocer y predecir el comportamiento mecánico del macizo rocoso. Englobándose en el estudio de propiedades y características de las rocas, en si se habla de matriz rocosa y discontinuidades. La clasificación mecánico
determina los
valores
correspondientes para cada tipo de rocas. Valores referida a resistencia y deformabilidad, algunos parámetros globales, entre otros aspectos determina las condiciones hidrogeológicas, estado de tensiones, y un estudio geológico detallado con referencia a las estructuras geológicas dominantes e influentes en el comportamiento mecánico del macizo rocoso.
6.1. CARACTERÍSTICAS GENERALES DEL AFLORAMIENTO. El macizo de estudio se encuentra detrás de la facultad de topografía de fácil accesibilidad y la condición climática es favorable no se encontró evidencia de la última precipitación considerando una estabilidad en cuando a la humedad relativa de la zona. Las condiciones geomecánicos son favorables, para el estudio correspondiente puesto que se encontró un afloramiento fresco reciente de la roca, esto se aprovechó para él toma de muestras y análisis geomecánico.
6.2. MATRIZ ROCOSA. Llamada también roca intacta, son bloques de roca que no contienen fisuramientos y están separadas por discontinuidades. Se utiliza bastante para pruebas de ensayo de laboratorio para determinar su resistencia a la compresión y tracción. En el estudio de toma de muestras de campo se realizó el recojo de la roca intacta. Tallado y obtención de testigos para la fabricación de probetas para su respectivo análisis en el laboratorio.
OBTENCION DE TESTIGOS
PRUEBA DE ENSAYO EN LABORATORIO: RESISTENCIA A LA COMPRESIÓN DE CARGA PUNTUAL Y COMPRESIÓN SIMPLE Objetivo: determinar la resistencia a la rotura de la probeta de roca. Dentro de estos parámetros se obtienen resistencia de rotura a carga puntual y compresión simple.
Instrumentos y materiales: se utiliza equipos con una prensa de 2000KN de fuerza, un taladro para perforación circular de la roca y obtención de la probeta. Balanza electrónica para pesar las probetas de roca y un vernier para medir sus dimensiones respectivas. Y otros equipos como el esclerómetro y discos cortadores de laboratorio.
Procedimiento: a. obtención de roca intacta. b. Buscar en la roca la parte que no contenga discontinuidades y colocar en posición adecuado para la obtención de testigos, mediante la perforación diamantina de los taladros en corte circulares.
c. Obtención de los testigos y luego se realiza cortes de adecuamiento para la obtención de una probetas de forma cilíndrica.
d. El pesado de los testigos y obtención de sus dimensiones respectivos. e. Ensayo de carga puntual, se realiza poniendo entre las puntas del equipo para la obtención de resistencia pico.
f. Ensayo a compresión simple, se realiza utilizando el equipo de compresión uniaxial con una prensa 2000KN y al final la obtención de resistencia pico.
Resultados de los ensayos de laboratorio: a. Ensayo de compresión simple:
Diámetro: 3.78cm Altura: 7.55cm. Masa. 224.51gr. Esfuerzo de rotura: 10160kg. Resistencia: 919.93kg/cm2. <> 90.21MPa. b. Ensayo a carga puntual:
Diámetro: 3.78cm Altura: 5.26cm. Masa: 156.11gr. Esfuerzo de rotura: 876 bares Resistencia: 79.31bar/cm2 <> 7.93MPa
6.2.1 IDENTIFICACIÓN. 6.2.2 COMPOSECION MINERALOGICA. La roca intacta está compuesta de los siguientes minerales:
Calcita: mineral de caliza
Dolomita. Mineral de dolomía.
Pedernal: minerales hidratados de sílice.
6.2.3 FORMA Y TAMAÑO. La calcita se encuentra rellanada entre las discontinuidades de la caliza, tienes exfoliación perfecta. Su forma de sus cristales prismáticas translucido a la luz y de brillo vítreo.
6.2.4 COLOR. Se presenta generalmente de color blanco incoloro, y muchas veces su tonalidad de color varia por puede ser sustituido por Fe y Mg.
6.2.5 DUREZA. Su dureza es 3 según la escala Mohs y su peso específico 2.72.
6.3. DESCRIPCIÓN DE LAS DISCONTINUIDADES 6.3.1 ORIENTACION. Las discontinuidades sistemáticas se presentan en dos familias persistentes y una familia menos persistente. Las actitudes medidas para cada familia fueron lo siguiente. Familia N° 01. Rb S42°W y BZ 25°SE. Familia N° 02. Rb S50°E BZ 85°SW.
6.3.2 ESPACIADO. La distancia entre dos planos de discontinuidad de una misma familia medida en dirección perpendicular a dichos planos. El espaciado es de distancia considerable, por lo que determinara el tamaño de bloques en el presente macizo rocoso. F1: 53cm. F2:50cm. Promedio de ambos. 52cm.
6.3.3 PERSISTENCIA. Se le define como la extensión de las discontinuidades más resaltantes en decir se obtiene el promedio de las discontinuidades. Familia 01y 02 >20m. Tenemos a la familia más continua que son las superficies de estratificación de las calizas.
6.3.4 RUGOSIDAD. Es la aspereza que generalmente presenta las superficies de discontinuidades, es importante para la determinación de resistencia al corte. Su importancia disminuye al aumentar la abertura y el relleno. Los resultados obtenidos en el campo fueron que la familia 01 tiene abertura considerable, y se le clasifica dentro de los parámetros de Bianiawski como ligeramente rugoso.
6.3.5 ABERTURA.
Se le define como la distancia perpendicular que separa entre las paredes de las discontinuidades. La medida se hizo para cada familia obteniéndose resultados 2y 5 cm de abertura.
6.3.6 RELLENO. Es el material que se encuentra de relleno entre las discontinuidades, se considera algunos parámetros como naturaleza, espesor, permeabilidad y resistencia la corte. El relleno es generalmente materiales arcillosos, cristalizados, y sedimentos de otras rocas. En el campo se encontró como material de relleno a la calcita en perfectas condiciones en cuando ala grado alteración endógenas y exógenas.
6.3.7 FILTRACIONES. Se refiere generalmente al grado de humedad presente en las discontinuidades del macizo rocoso y determinado por la permeabilidad secundaria del macizo. Los resultados obtenidos son; no tiene presencia de humedad y tampoco filtraciones de humedad solo una ligera alteración superficial.
6.4. PARÁMETROS DEL MACIZO ROCOSO. 6.4.1 NÚMERO Y ORIENTACION DE FAMILIAS Se determina dos familias en cuando a la distribución de las discontinuidades en el macizo y la orientación de cada una de las familias son: Familia N° 01. Rb S42°W y BZ 25°SE. Familia N° 02. Rb S50°E BZ 85°SW.
PROYECCIÓN ESTEREOGRÁFICA:
6.4.2 GRADO DE FRACTURACION. Es determinado por la medición de RQD (rock quality designation). El estudio de este parámetro de forma superficial puesto no contamos con equipos para una perforación diamantina a profundidad. La medición de las discontinuidades se hizo en un rango de 200cm para cada uno en diferentes direcciones. Y los resultados obtenidos fueron 97%, 92% y 87%. Y un promedio de 92%. Entre otros mediciones se obtuvo lo siguiente: 03 fracturas/metro.
6.4.3 TAMAÑO DE BLOQUES Es determinado por el espaciamiento y grado de fracturación, donde se considera a mayor espaciamiento mayor tamaño de bloques y mayor fracturación y menor tamaño de bloques en fin tienen una relación directa e inversa proporcional entre ambos parámetros.
6.5. CARACTERIZACIÓN GLOBAL 6.5.1 RESISTENCIA Y DEFORMABILIDAD. La resistencia y deformabilidad son parámetros importantes en la clasificación del comportamiento mecánico de las rocas que necesariamente se utiliza los criterios de rotura de Hook y Brown, basándose necesariamente en parámetros como cohesión (C), ángulo de fricción interna (ф) esfuerzo normal y cortante.
6.5.2 COMPORTAMIENTO HIDROGEOLOGICO. El nivel freático, acuíferos cautivos y no cautivos son parámetros que necesitan un estudio detallado por su comportamiento como la dirección del afluente, caudal y condiciones genéticas determinan el comportamiento de la estabilidad del macizo rocoso. En la zona de estudio no se encontró la influencia de factores hidrogeológicos, solo las escorrentias de las aguas superficiales por las precipitaciones insitu. Las formas de meteorización son una modelación o erosión kárstica en calizas, típico en este tipo de macizos.
6.6. CLASIFICACIÓN GEOMECÁNICA. 6.6.1 CLASIFICACIÓN GEOMECANICA RMR (ROCK MASS RATING). La clasificación es desarrollada por Bianiawski, su objetivo es determinar el índice de calidad, mediante los siguientes parámetros: 1. Resistencia a la compresión simple de la matriz rocosa. (A1) 2. R.Q.D. (A2) 3. Espaciado de las discontinuidades. (A3) 4. Condiciones de las discontinuidades: (A4)
Abertura
Persistencia.
Rugosidad.
Alteración.
Relleno.
5. Condiciones hidrogeológicas. (A5) 6. Orientación de las discontinuidades. (B)
RMR = A1 +A2+A3+A4+A5+B
DESCRIPCION
CUADRO N° 01 RESISTENCIA DE LA ROCA SANA RESITENCIA A COMPRESION ENSAYO A CARGA PUNTUAL SIMPLE (MPA) (MPA)
VALORACION
extremadamente dura
>250
>10
15
muy dura
100 - 250
4 - 10
12
dura moderadamente dura
50 - 100
2 – 4
7
25 - 50
1 – 2
4
blanda
1-5
<1
2
muy blanda
<1
<1
1y0
CUADRO N° 02 VALORACION DEL RQD. INDICE DE CALIDAD RQD CALIDAD VALORACION (%)
DESCRIPCION
0 – 25
Muy mala
3
25 – 50
Mala
8
50 – 75
Regular
13
75 – 90
Buena
17
90 - 100
excelente
20
CUADRO N° 03 ESPACIAMIENTO ESPACIADO DE LA JUNTAS TIPO DE MACIZO
VALORACION
Muy separada
>2m.
Solido
20
separada Moderadamente juntas
0.6 – 2m
Masivo
15
200 – 600mm.
En bloques
10
Juntas
60 – 200mm.
Fracturado
8
Muy juntas
<60mm.
machacado
5
Cuarto parámetro: Condiciones de las discontinuidades: (A4)
ABERTURA DESCRIPCION SEPARACION DE LAS CARAS
GRADO
VALORACION
1
abierta
>5mm.
0
2
moderadamente abierta
1 – 5mm.
1
3
cerrada
0.1 – 1mm.
4
4
muy cerrada
<0.1mm.
5
5
ninguna
0
6
CONTINUIDAD DE LAS DISCONTINUIDADES DESCRIPCION CONTINUIDAD
GRADO
VALORACION
1
muy
<1m.
6
2
baja
1 – 3m.
4
3
media
3 – 10m.
2
4
alta
10 – 20m.
1
5
muy alta
>20m.
0
GRADO
RUGOSIDAD DE LAS DISCONTINUIDADES DESCRIPCION VALORACION
1
Muy rugosa
6
2
Rugosa
5
3
Ligeramente rugosa
3
4
Lisa
1
5
plana
0
GRADO
RELLENO DE LAS DISCONTINUIDADES DESCRIPCION VALORACION
1
Blando >5mm.
0
2
Blando <5mm.
2
3
Duro>5mm.
2
4
Duro<5mm.
4
5
Ninguno.
6
GRADO
ALTERACION DE LAS DISCONTINUIDADES DESCRIPCION VALORACION
1
Descompuesta
0
2
Muy alterada
1
3
Moderadamente alterada
3
4
Ligeramente alterada
5
5
No alterada
6
GRADO
5TO PARAMETRO: PRESENCIA DE AGUA DESCRIPCION VALORACION
1
Seco
15
2
Ligeramente seco
10
3
Húmedo
7
4
Goteando
4
5
fluyendo
0
6TO PARÁMETRO: ORIENTACIÓN DE LAS DISCONTINUIDADES (taludes) calificativo VALORACION Muy favorable
0
Favorable
-5
Regular
-25
Desfavorable
-50
Muy desfavorable
-60
6.6.2 CALIDAD DEL MACIZO ROCOSO. Llamado también como la obtención de índice de calidad del macizo según RMR. Para eso resolvemos este pequeño ecuación.
RMR = A1 +A2+A3+A4+A5+B RMR = 7 + 20 + 10 + (1+0+3+2+5)+ 15 + (-5) RMR = 58 COHESION Y ANGULO DE ROZAMIENTO INTERNO SEGÚN LA VALORACION DE RMR CLASE CALIDAD VALORACION COHESION kg/cm2 ANGULO DE ROZAMIENTO I MUY BUENA 100 – 81 >4 >45° II BUENA 80 – 61 3-4 35° – 45° III MEDIA 60 – 41 2 – 3 25° - 35° IV MALA 40 – 21 1 – 2 15° - 25° V
MUY MALA
<20
<1
<15°
CONCLUSIONES Y BIBLIOGRAFIA CONCLUSIONES
Se llega a la conclusión que el afloramiento de calizas de ayavacas de la zona estudiada es de calidad media, cohesión 2-3kg/cm2 y ángulo de rozamiento 25° - 35°según la clasificación de RMR.
El presente estudio se hizo para un proyecto de talud la cual dio la condición favorable, y se le asigna una estabilidad madia.
BIBLIOGRAFÍA 1. GEOLOGIA ESTRUCTURAL 2. INGEMMET, Mapas Geológicos del Perú. Nacional de rectores, Lima 2001. 3. Newell, N.D. (1949) Geology of the Lake Titicaca region, Peru and Bolivia. Geol. Soc. AmericaMem., 36, 111 pp. 4. RIVERA MANTILLA, H.: “GEOLOGÍA GENERAL”. B y R PubliGraf. Lima 2001 5. De Jong, K.A. (1974) Melange (Olistostrome) near Lago Titicaca, Peru. Am. As. Petrol. Geol. Bull., 58: 729-741. 6. Heim, A. (1947) Estudios tectónicos en la región del campo petrolífero de Pirin, lado NW del Lago Titicaca. Dirección Minas y Petróleo Bol., Perú, año 26, no. 79, 45 pp. 7. INGEMET: “CUADRANGULOS GEOLOGICOS DIGITALES DE LA CARTA NACIONAL 1960 – 1990”: Lima – Perú 2000. 8. HUANG, W. PETROLOGIA unión tipográfica Editorial Hispano Americana Ciudad de Mexico 1991 9. PALACIOS, O SANCHEZ A. GEOLOGIA DEL PERÚ Boletin Nº 55 carta Geologica Nacional (INGEMMET) Lima PERÚ 1980 10. PALACIOS, O. CLINCK, B. “GEOLOGIA DE LA CORDILLERA OCCIDENTAL Y ALTIPLANO AL OESTE DEL LAGO TITICACA – SUR DEL PERÚ” Boletin 42 serie Carta Geologica Nacional. Edita (INGEMMET) Lima PERÚ 1993. 11. Hugo Villota , geomorfología Villota 2009
WEBGRAFIA www.wikipedia.com www.googleearth.com www.googlemaps.com www.ingemmet.com
ANEXOS:
PLANO EN 3D DE LA ZONA DE ESTUDIO
Foto N° 01
Foto N° 02
Foto N° 03
Foto N° 04
